JP3788122B2 - ガスワイピング装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば鋼帯に溶融金属鍍金を行うに際し、溶融鍍金浴から引き上げられた後、余分な鍍金をガスワイピングで払拭する場合のガスワイピング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鋼帯に亜鉛鍍金を施す連続式溶融亜鉛鍍金ラインでは、図８に示すように、溶融亜鉛鍍金浴から引き上げられた鋼帯ａの表裏両面に向けてワイピングノズルｂからガスを噴出して該表裏両面に余分に付着している溶融亜鉛を払拭し、これにより、鍍金の付着量を制御するようにしているが、このような鍍金の付着量制御では、ワイピングノズルｂから噴出されたガスが鋼帯ａの幅方向の両側部において該幅方向外方に逃げるために、鋼帯ａの幅方向の側縁に鍍金金属が余分に付着するいわゆるエッジオーバーコートが発生し易いという問題があった。
【０００３】
そこで、本出願人等は、このエッジオーバーコートの発生を防止する対策として、特開平１−２０８４４１号公報に記載されたガスワイピング装置を先に提案した。
このガスワイピング装置は、図９に示すように、上述したワイピングノズルｂの他に、鋼帯ａの幅方向の両側近傍の該幅方向の延長面上で、ワイピングノズルｂから噴出されたガスが鋼帯ａの表面に衝突するガス衝突点Ａを含む高さに配置された一対の遮蔽板ｃと、該遮蔽板ｃの内側と鋼帯ａの幅方向の側縁との間に、ガス噴出口ｄをガス衝突点Ａよりも該鋼帯ａの進行方向の下流側に位置させて配置され、該鋼帯ａの進行方向の上流側に向けて鋼帯ａの幅方向の延長面内にガスを噴出するエッジワイピングノズルｅとを備えたものであり、遮蔽板ｃによって、鋼帯ａの表裏面側に配置されたワイピングノズルｂから噴出されたガス流が鋼帯ａの幅方向の両側部外方で相互干渉し合うのを防止して該ガス流を整流化し、これにより、エッジオーバーコートの発生を防止すると共に、エッジワイピングノズルｄから噴出されたガスによって、ワイピング時に発生するスプラッシュと呼ばれる微小溶融金属が鋼帯ａの幅方向の側部に近接配置された遮蔽板ｃに付着堆積して成長するのを防止したり、遮蔽板ｃと鋼帯ａの幅方向の側縁との間に溶融金属が頻繁に橋状に成長するのを防止するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかる従来のガスワイピング装置においては、遮蔽板及びエッジワイピングノズルの設置位置によっては、エッジオーバーコート及びスプラッシュの発生を十分に防止することができないという不都合が生じた。
ここで、本発明者等は、このような不都合が生じる原因を解明すべく、遮蔽板及びエッジワイピングノズルの設置位置を変更してエッジオーバーコート及びスプラッシュの発生の有無を調査したところ、次に示す知見を得た。
【０００５】
即ち、遮蔽板については、鋼帯の幅方向の側縁と遮蔽板の内側との間隙Ｃ（ｍｍ）が４ｍｍ未満では、遮蔽板にスプラッシュが付着・堆積し易くなって、鋼帯の幅方向の側部と遮蔽板との間に溶融金属が頻繁に橋状に成長しやすくなり、７ｍｍを越えると、噴出圧の強力なエッジワイピングノズルを設置したとしても、鋼帯の幅方向の側部におけるワイピングガスの吹き付け圧力比率（鋼帯の幅方向の中央部を“１”とした場合の比率）が小さくなって該側部の溶融金属が十分に払拭されず、結果として大きなエッジオーバーコートの発生を防ぐことができなくなり、また、鋼板の幅方向の側部と遮蔽板とが離れているものの、場合によっては、スプラッシュが遮蔽板に付着・堆積してしまうという知見を得た。
【０００６】
一方、エッジワイピングノズルについては、上記間隙Ｃの値によって異なるが、エッジワイピングノズルのガス噴出口とワイピングノズルのガス衝突点との距離Ｌ（ｍｍ）がある値より小さい場合には、エッジワイピングノズルからの噴出ガス量またはガス圧力を如何に調整しても、ワイピング時に発生するスプラッシュがエッジワイピングノズルに再付着して堆積していき、ある厚みになると、鋼帯の幅方向の側部に再付着するという不具合が発生し、距離Ｌがある値より大きい場合には、エッジワイピングノズルからの噴出ガス量またはガス圧力を如何に調整しても、このエッジワイピングの効果は弱くなり、ワイピング時に発生するスプラッシュが遮蔽板に付着堆積して成長したり、遮蔽板と鋼帯の幅方向の側縁との間に溶融金属が頻繁に橋状に成長するという知見を得た。
【０００７】
本発明はかかる知見に基づいてなされたものであり、エッジオーバーコート及びスプラッシュの発生を良好に防止することができるガスワイピング装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は上記知見に基づき更に鋭意研究を行ったところ、エッジオーバーコート及びスプラッシュの発生を良好に防止することができる上記間隙Ｃ（ｍｍ）と距離Ｌ（ｍｍ）との関係を見い出し、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明に係るガスワイピング装置は、液体浴中から引き上げられて連続的に上昇進行する帯状材の幅方向に沿って延在され、該帯状材の表面に向けてガスを噴出することにより、該表面に付着した液体の付着量を調節するガスワイピングノズルと、前記帯状材の幅方向の両側近傍の該帯状材の幅方向の延長面上で、前記ワイピングノズルから噴出されたガスが前記帯状材表面に衝突するガス衝突点を含む高さに配置された一対の遮蔽板と、該遮蔽板の内側と前記帯状材の幅方向の側縁との間に、ガス噴出口を前記ガス衝突点よりも該帯状材の進行方向の下流側に位置させて配置され、該帯状材の進行方向の上流側に向けて前記帯状材の幅方向の延長面内にガスを噴出するエッジワイピングノズルとを備えたガスワイピング装置において、
前記帯状材の幅方向の側縁と前記遮蔽板の内側との間隙Ｃ（ｍｍ）を４〜７ｍｍとし、
更に、前記エッジワイピングノズルのガス噴出口と前記ガス衝突点との距離をＬ（ｍｍ）とした場合に、距離Ｌと間隙Ｃとの関係が−２．０Ｃ＋２０≦Ｌ≦−２．５Ｃ＋４５を満足することを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態の一例を図を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態の一例であるガスワイピング装置を説明するための説明的平面図、図２は図１の矢印ＩＩ方向から見た図でワイピングノズルを破断した図、図３は図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図、図４はエッジオーバーコート及びスプラッシュの発生を良好に防止することができる距離Ｌと間隙Ｃとの関係を示すグラフ図、図５はエッジオーバーコート率を説明するための説明図、図６は本発明例と比較例とにおけるスプラッシュによる製品歩留りの低下率を示すグラフ図、図７は本発明例と比較例とにおける溶融亜鉛の消費量を示すグラフ図である。
【００１０】
図１〜図３を参照して、溶融鍍金浴中の溶融金属（例えば溶融亜鉛等）から引き上げられて連続的に上昇進行する鋼帯９の表裏両面側には、鋼帯９の幅方向に延在するワイピングノズル２，２が設置されている。ワイピングノズル２，２にはスリット状のガス噴出口２１，２１が形成されており、該ガス噴出口２１，２１から鋼帯Ｓの表裏両面へ向けて幅方向に均一な圧力（この実施の形態では１ｋｇ／ｃｍ² 以下）でガスを噴出し、鋼帯９の表裏両面に付着した余剰の溶融金属を払拭しその目付量を調整する。
【００１１】
ワイピングノズル２，２は、鋼帯９の幅方向の側部から外方に延長されており、これにより、異なる幅（通常５００〜１５５０ｍｍ）の鋼帯に対してもワイピングノズル２，２の交換をすることなくワイピングを可能にしている。
ワイピングノズル２，２の上方には、鋼帯Ｓの幅方向に延在する梁５，５が架設されており、この梁５，５上を台車３に軸支された車輪４が転動して台車３が鋼帯９の幅方向に移動するようになっている。台車３の移動は、台車３に内蔵された例えばモータのような駆動手段１０により車輪４を正逆いずれかの方向に回転させることにより行われる。
【００１２】
台車３の下部には、鋼帯９の幅方向の外側においてワイピングノズル２，２から噴出されたガス流が相互干渉するのを防止して該ガス流を整流化し、これにより、エッジオーバーコートの発生を防止する遮蔽板６が固定されている。
遮蔽板６は、ガスワイピングを行っている際、鋼帯９の幅方向の側縁（以下、エッジ部９１という。）近傍の鋼帯９の幅方向の延長面上に位置しており、ワイピングノズル２，２から噴出されたガスが鋼帯９の表裏両面に衝突するガス衝突点Ａを含む高さに設置されている。
【００１３】
なお、遮蔽板６の下端の鋼帯９の進行方向上流側への延長長さが長いとスプラッシュが付着し易くなるため、好ましくない。従って、遮蔽板６の下端は、ガス衝突点Ａより下側に５〜２０ｍｍとするのが好ましい。この場合でも、ワイピングノズル２，２から噴出されたガスの相互干渉防止効果を十分に得ることができる。
【００１４】
遮蔽板６の内側端部６１と鋼帯９のエッジ部９１との間には、エッジワイピングノズル７が、そのガス噴出口７１をガス衝突点Ａより鋼帯９の進行方向の下流側に位置させて設けられている。このエッジワイピングノズル７は鋼帯９のエッジ部９１と略平行に配置されており、ガス噴出口７１から鋼帯９の進行方向の上流側に向けて鋼帯９の幅方向の延長面内に所定圧（この実施の形態では２ｋｇ／ｃｍ² 以下）のガスを噴出する。エッジワイピングノズル７へのガスの供給は、該ノズル７に接続された送気管８を通じて行われる。
【００１５】
これにより、鋼帯９の幅方向の外側に飛散するスプラッシュがエッジワイピングノズル７から噴出されるガス流により大幅に軽減され、該スプラッシュが遮蔽板６やエッジワイピングノズル７等に付着するのを防止することができると共に、遮蔽板６と鋼帯９のエッジ部９１との間に溶融金属が頻繁に橋状に成長するのを防止することができる。
【００１６】
なお、エッジワイピングノズル７のガス噴出方向を若干鋼帯９側に向け、又は逆に遮蔽板５側に向けることも可能である。前者の場合にはエッジ部９１付近のワイピング力が強くなり、後者の場合は弱くなるため、エッジワイピングノズル７からのガス噴出量（噴出圧）を適宜増減させて適正化を図れば良い。
また、この実施の形態では、エッジワイピングノズル７が遮蔽板６の内側端部６１に固定されて遮蔽板６と鋼帯９の幅方向に同時に移動する構成となっているが、これに限らず、エッジワイピングノズル７と遮蔽板６とを分離してこれらを独立又は連動させて鋼帯９の幅方向に移動させるようにしてもよい。
【００１７】
遮蔽板６及びエッジワイピングノズル７の鋼帯９の幅方向への移動は、溶融金属鍍金を行う鋼帯９の幅を変える際の初期位置を設定する場合に行われる。
また、溶融金属鍍金を行っている間に鋼帯９が幅方向に蛇行することがあるが、この蛇行に追従して遮蔽板５及びエッジワイピングノズル７を移動させるようにすべく、この実施の形態では、エッジ部９１と遮蔽板６の内側端部６１との間隙Ｃ（ｍｍ）を一定範囲に保持するように駆動手段１０を制御する制御手段（図示せず。）を設けている。
【００１８】
ここで、この実施の形態では、上述した遮蔽板６によるエッジオーバーコートの防止効果及びエッジワイピングノズル７によるスプラッシュの防止効果を確実に得るべく、エッジ部９１と遮蔽板６の内側端部６１との間隙Ｃ（ｍｍ）を４〜７ｍｍとすると共に、該間隙Ｃと、エッジワイピングノズル７のガス噴出口７１とガス衝突点Ａとの距離Ｌ（ｍｍ）との関係が次式（１）を満足するようにしている。なお、図４に（１）式を満足する間隙Ｃと距離Ｌとの関係をグラフ化したものを示す。
【００１９】
−２．０Ｃ＋２０≦Ｌ≦−２．５Ｃ＋４５ …（１）
次に、表１を参照して更に詳述する。
【００２０】
【表１】

【００２１】
表１中、Ｎｏ．１〜４、Ｎｏ．１０〜１３及びＮｏ．２０〜２６は（１）式を満足しない比較例とし、Ｎｏ．５〜９及びＮｏ．１４〜１９は（１）式を満足する実施形態例とした。なお、比較例及び実施形態例共に、鋼帯の幅を９００ｍｍ、目付量を４５ｇ／ｍ ²、遮蔽板６の寸法を上下幅２０×長さ６００ｍｍ、エッジワイピングノズル７の内径を３ｍｍとした。
【００２２】
比較例１〜３は間隙Ｃを３ｍｍとした場合であるが、いずれも鋼帯９に発生するエッジオーバーコートは抑えることができるものの、遮蔽板６に堆積するスプラッシュと、遮蔽板６と鋼帯９のエッジ部９１との間に成長する橋状亜鉛が頻繁に発生し、操業を安定して継続することができなかった。
ここで、エッジオーバーコートは、図５に示すように、鋼帯９の幅方向の中央部の付着量Ｗ１と、エッジ部９１の付着量Ｗ２から次式で計算されるエッジオーバーコート率で判定し、実際には、実用上支障無い５％以下を合格とした。
【００２３】
エッジオーバーコート率Ｐ＝（Ｗ２−Ｗ１）／Ｗ１×１００（％）
さらに、距離Ｌについて詳細に調査、実験をしたところ、次のようなことが判明した。
まず、間隙Ｃが４ｍｍと比較的小さい場合、距離Ｌを変えて操業したところ、距離Ｌが１０ｍｍと小さい比較例４の場合は、エッジオーバーコート率については小さくて問題ないが、エッジワイピングノズル７のガス噴出口７１とガス衝突点Ａとが近いために、スプラッシユがエッジワイピングノズル７の配管の内側、つまり鋼帯９のエッジ部９１側に頻繁に付着堆積し、操業上支障をきたした。
【００２４】
距離Ｌが１５〜３０ｍｍの実施形態例５〜９の場合は、このスプラッシュの問題はほぼ解消した。
逆に、距離Ｌが４０ｍｍと大きい比較例１０，１１の場合は、エッジワイピングノズル７を設けたことによる効果、即ち、遮蔽板６に堆積するスプラッシュと、遮蔽板６と鋼帯９のエッジ部９１との間に成長する橋状亜鉛を防ぐという効果を得ることができなくなり、操業上支障をきたすばかりか、エッジオーバーコート率も大きくなり、製品の品質上も問題があった。
【００２５】
次に、間隙Ｃが７ｍｍと比較的大きい場合では、距離Ｌが５ｍｍと小さい比較例１２，１３の場合は、エッジオーバーコート率はほぼ問題ないが、比較例４と同様に、エッジワイピングノズル７のガス噴出口７１とガス衝突点Ａとが近いために、スプラッシユがエッジワイピングノズル７の配管の内側、つまり鋼帯９のエッジ部９１側に頻繁に付着堆積し、操業上支障をきたした。
【００２６】
距離Ｌが８〜２５ｍｍの実施形態例１４〜１９の場合は、このスプラッシュの問題はほぼ解消した。
逆に、距離Ｌが３０ｍｍと大きい比較例２０，２１の場合は、比較例１０，１１と同様に、エッジワイピングノズル７を設けたことによる効果、即ち、遮蔽板６に堆積するスプラッシュと、遮蔽板６と鋼帯９のエッジ部９１との間に成長する橋状亜鉛を防ぐという効果を得ることができなくなり、操業上支障をきたすばかりか、エッジオーバーコート率も大きくなり、製品の品質上も問題があった。
【００２７】
さらに、間隙Ｃが７ｍｍを超える比較例２２〜２６の場合は、強力なエッジワイピングノズル７を設置（比較例２５，２６）したとしても、鋼帯９のエッジ部９１におけるワイピングガスの吹き付け圧力比率が中央部より小さくなってしまい、エッジ部９１の溶融金属が十分に払拭されず、結果として大きなエッジオーバーコートの発生を防ぐことができなくなり、また、遮蔽板６とエッジ部９１が離れているものの、場合によっては、スプラッシュが遮蔽板６に付着堆積することが判明した。
【００２８】
結局、上記研究の結果により、エッジオーバーコートを品質上問題ないまでに防ぎ、かつスプラシュによる操業、品質上の問題ない操業上の間隙Ｃと距離Ｌとの関係を上記（１）式とした。
図６に（１）式を満足する場合（本発明例）と満足しない場合（比較例）とにおけるスプラッシュによる製品の歩留り低下率を示す。なお、その他の条件は同一とした。図６から明らかなように、本発明例では、製品の歩留りが比較例に比べて約０．４％改善されているのが判る。
【００２９】
また、図７に（１）式を満足する場合（本発明例）と満足しない場合（比較例）とにおける溶融亜鉛の消費量を示す。なお、その他の条件は同一とした。図７か明らかなように、本発明例では、エッジオーバーコート率の削減により溶融亜鉛消費量が比較例に比べて約１％削減できたのが判る。
【００３０】
【発明の効果】
上記の説明から明らかなように、本発明によれば、エッジオーバーコート及びスプラッシュの発生を良好に防止することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例であるガスワイピング装置を説明するための説明的平面図である。
【図２】図１の矢印ＩＩ方向から見た図でワイピングノズルの破断した図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】エッジオーバーコート及びスプラッシュの発生を良好に防止することができる距離Ｌと間隙Ｃとの関係を示すグラフ図である。
【図５】エッジオーバーコート率を説明するための説明図である。
【図６】本発明例と比較例とにおけるスプラッシュによる製品歩留りの低下率を示すグラフ図である。
【図７】本発明例と比較例とにおける溶融亜鉛の消費量を示すグラフ図である。
【図８】従来のガスワイピング装置を説明するための説明的概略図である。
【図９】従来のガスワイピング装置を説明するための説明的概略図である。
【符号の説明】
２…ガスワイピングノズル
６…遮蔽板
６１…遮蔽板の内側端部
７…エッジワイピングノズル
７１…ガス噴出口
９…鋼帯
９１…エッジ部
Ａ…ガス衝突点
Ｃ…エッジ部と遮蔽板の内側端部との間隙Ｃ（ｍｍ）
Ｌ…エッジワイピングノズルのガス噴出口とガス衝突点との距離

Claims (1)

1. 液体浴中から引き上げられて連続的に上昇進行する帯状材の幅方向に沿って延在され、該帯状材の表面に向けてガスを噴出することにより、該表面に付着した液体の付着量を調節するガスワイピングノズルと、前記帯状材の幅方向の両側近傍の該帯状材の幅方向の延長面上で、前記ワイピングノズルから噴出されたガスが前記帯状材表面に衝突するガス衝突点を含む高さに配置された一対の遮蔽板と、該遮蔽板の内側と前記帯状材の幅方向の側縁との間に、ガス噴出口を前記ガス衝突点よりも該帯状材の進行方向の下流側に位置させて配置され、該帯状材の進行方向の上流側に向けて前記帯状材の幅方向の延長面内にガスを噴出するエッジワイピングノズルとを備えたガスワイピング装置において、
   前記帯状材の幅方向の側縁と前記遮蔽板の内側との間隙Ｃ（ｍｍ）を４〜７ｍｍとし、
   更に、前記エッジワイピングノズルのガス噴出口と前記ガス衝突点との距離をＬ（ｍｍ）とした場合に、距離Ｌと間隙Ｃとの関係が−２．０Ｃ＋２０≦Ｌ≦−２．５Ｃ＋４５を満足することを特徴とするガスワイピング装置。

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